ist das grundlegende Schaubild, wenn es um die Festigkeitseigenschaften des Werkstoffs Stahl geht. Die für diese aussagefähige Kurve erforderlichen Werte werden im Zugversuch ermittelt. Aus dem dort aufgezeichneten Kraft-Weg-Diagramm kann man die Spannung o berechnen, indem man die Prüfkraft auf den Ausgangsquerschnitt der Probe bezieht. Die Dehnung e resultiert aus der Verlängerung der Probe im Verhältnis zur Ausgangslänge. Aus dieser graphischen Auftragung der Spannung über der Dehnung kann man ersehen, ob die jeweilige Stahlsorte eine ausgeprägte, obere (ReH) untere (ReL) Streckgrenze (Re) besitzt, oder ob statt dessen eine technische Dehngrenze (Rp0,2) definiert werden sollte, wann der Werkstoff zu fließen beginnt, wie hoch seine maximale Festigkeit (Zugfestigkeit Rm) ist und wann er bricht. Neben diesen Festigkeitskennwerten liefert das Diagramm auch Größen, die die Verformung der Probe beschreiben. Hierzu zählen die Gleichmaßdehnung Ag (Verlängerung der Probe bei maximaler Prüfkraft in Bezug zur Ausgangsmeßlänge), die Bruchdehnung A (Probenverlängerung beim Bruch zur Ausgangsmeßlänge) sowie die Brucheinschnürung Z (Querschnittsverringerung beim Bruch zu Ausgangsquerschnitt).
Im Unterschied zu diesem Diagramm, in dem alle berechneten Werte immer auf die Ausgangsabmessungen der Probe bezogen werden, existiert das wahre Spannungs-Dehnungs-Diagramm.

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